约顿精密空调参数
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制冷空调基础知识
1.温度和湿度
(1)温度
制冷技术中需要测量温度的地方很多,测量温度的标尺称为温标。常用的温标有两种,即华氏(℉)和摄氏(℃)。华氏与摄氏的换算关系为:(℃)=5/9(℉-32);(℉)=9/5℃+32。除上述两种温标之外,在热工学上还采用温度的表示法,以零度为起点划分的温标称为温标(K)。温标的冰融点和水沸点如表1所示。
温标的冰熔点和水沸点
表1
冰熔点 水溶点
华氏温度 32℉ 212℉
摄氏温度 0℃ 100℃
温度 273K 373K
在温度计的温包上所扎湿纱布后的读数为湿球温度,而未包纱布处于干球状态时的读数为干球温度。饱和空气时湿球温度等于干球温度。非饱和空气时湿球温度(t1)总是低于干球温度(t),两者之间的差值干球温度差,其差值的大小反映空气湿度的大小,即差值愈大空气愈干燥,反之亦然。
物体表面是否会结露,取决于两个因素,即物体表面温度和空气露点温度。当物体表面温度低于空气露点温度时,物体表面才会结露。
露点温度是指湿空气开始结露的温度。亦即在含湿量不变的条件下,所含水蒸气量达到饱和时的温度。
例如,设空气温度为30℃,它的含湿量为10.6g/kg(干空气),若将这部分空气降到15℃,此时该空气就达到饱和状态。若温度再继续下降,空气中的水蒸气就要凝结成水滴。那么15℃就是空气开始结露的临界点,这个温度就叫露点温度。
对于非饱和空气,干球温度大,湿球温度次之,露点温度小。在空调系统中,习惯上将接近饱和状态、相对湿度达到90%~95%的空气的温度称为机器露点温度。
(2)湿度
空气中水蒸气的含量通常用含湿量、相对湿度和湿度来表示。
含湿量是湿空气中水蒸气质量(g)与干空气质量(kg)之比值,单位:g/kg。它较确切地表达了空气中实际含有的水蒸气量。
2.热量
热量是能量的一种形式,是表示物体吸热或放热多少的物理量。热量的单位通常用卡(cal)或千卡也叫大卡(kcal)表示。1kcal即1kg纯水升高或降低1℃所吸收或放出的热量。在国际单位制(SI)中,热量经常用焦耳(J)表示。
1J=0.2389cal
单位量的物体温度升高或降低1℃所吸收或放出的热量,通常用符号℃表示,单位是kcal/kg•℃。
在一定压力下,1kg水升温1℃所吸收的热量是1kcal,而空气则为0.24kcal。
计算公式:Q=G•C(t2-t1)
式中:Q—热量(kcal)
G—物体的质量(kg)
C—物体的比热(kcal/kg•℃)
t1—初始温度(℃)
t2—中了温度(℃)
热力学中规定,当物体吸热时热量取正号;放热时热量取负号。
3.压力
单位面积上所受的垂直作用力称为压力。压力单位kgf/cm²(P=F/S)。
一个工程大气压=104mm水柱=735.6mm汞柱=104kgf/m²=10水柱
1mm汞柱=13.6mm水柱
1个大气压=760mm汞柱=1.033工程大气压
压力单位的换算表2所示:
压力单位的换算
表2
Pa bar Kgf/m2 Psi stm
103 1 1.0197 14.5 0.9869
98.07×103 0.98 1 14.223 0.9678
1.013×103 1.0133 1.0333 14.7 1
(1)压力:压力是指设备内部或某处的真实压力,它等于表压力与当地大气压力之和,
即:P绝=P表+B
式中:P绝--气压
P表—表气压
B—当地大气压
(2)表压力:表压力是指设备内部或某处压力与当地大气压之差,即P表=P绝-B
(3)真空度:真空度是指设备内部或某处压力小于当地大气压力的数值。
即:P真= B -P绝
式中:P真—真空度
4.物质的三相点
固相、液相和气相处于平衡共存在的状态点,即为三相点。各种物质具有一定的三相点参数,这是由其物质性质所决定的。
5.潜热与显热
(1)潜热:当温度不变时,物质产生相变过程中所吸收或放出的热量,称潜热。气化过程中,1kg液体气化成同一温度蒸气时所吸收的热量称为气体潜热。
(2)显热:使物质温度发生变化但不改变其相态的热量,称为显热。
6.蒸发、沸腾、冷凝和气化
物质分子可以聚集成固、液、气三种状态,简称物质的三相态。在一定条件下,物质可相互转化,称为物态变化。
从液态转变成气态的相变过程,是一个吸热过程。液态制冷剂在蒸发器中不断地定压气化,吸收热量,产生制冷效应。根据气化过程的机理不同,气化可分为蒸发和沸腾两种形式。
在任何温度下,液体自然表面都会发生气化的过程。例如,水的自然蒸发、衣服的晾干过程。在相同的环境下,液体温度越高,表面越大,蒸发得就越快。
液体表面和内部同时进行的剧烈汽化的现象叫做沸腾。当对液体加热,并使该液体达到一定温度时(例如水烧开时),液体内部便产生大量气泡、气泡上升到液面破裂而放出大量蒸气,即沸腾,此时的温度就叫沸点。在沸腾过程中,液体吸收的热量全部用于自身的容积膨胀而相变,故气液两相温度不变,制冷剂在蒸发器内吸收了被冷却物体的热量后,由液态汽化为蒸汽,这个过程是沸腾。但在制冷技术中,习惯上称为蒸发温度。
物质从气态变成液态的过程叫做冷凝(或凝结),也称液化。例如,水蒸气遇到较冷的物体就会凝结成水滴。如在制冷系统中,压缩机排出高温、高压的气体,在冷凝器中通过空气或水冷凝成液体。冷凝时制冷气体放出来的热量由空气或水带走,这就是冷凝过程。冷凝是汽化的相反过程,在一定压力下,蒸气的冷凝温度与液体的沸点相等,蒸气冷凝时要放热,1kg蒸气冷凝时放出的热量,等于同一温度下液体的汽化潜热。
物质从固态直接转变为气态的过程叫做升华,如用二氧化碳加压制成的干冰,在常温下,它很快就变成二氧化碳气体,这就是升华过程。
7.饱和压力和饱和温度
在密闭容器里,从液体中脱离出来的分子,不可能扩散到其他空间,只能聚集在液体上面的空间。这些分子它们相互间作用以及与容器壁及液体表面碰撞,其中的一部分又回到液体中去。在液体开始汽化时,离开液面的分子数大于回到液体里的分子数,这样,液体上部空间内蒸气的密度就逐渐增大,这时回到液体里的分子数也开始增多。后达到在同一时间内,从液体里脱离出来的分子数与返回到液体里的分子数相等,这时液体就和它的蒸气处于动态平衡状态,蒸气的密度不再改变,达到了饱和。在这种饱和状态下的蒸气叫做饱和蒸气,此饱和蒸气的压力叫做饱和压力。饱和蒸气或饱和液体的温度称为饱和温度。
动态平衡是有条件的,是建立在一定温度或压力条件下,如条件有所改变,则平衡就被破坏,再经过一定的温度、压力条件下,又会出现新条件下的饱和状态。对不同的制冷剂,在相同饱和压力下,其饱和温度各不相同。通常所说的沸点,就是指饱和温度。
8.过热蒸气与过热度
在一定的压力下,温度饱和温度的蒸气,称为过热蒸气。制冷压缩机排气管处、甚至压缩机的吸入口的蒸气温度,一般都饱和温度,故都属于过热蒸气。过热蒸气的温度超过饱和温度的数值称为过热度。
9.过冷液体与过冷度
在一定的压力下,温度低于饱和温度的液体,称为过冷液体。过冷液体的温度低于饱和温度的数值称为过冷度。
10.房间空调器的类型和特点
小型整体式(如窗式和移动式)和分体式空调器统称为房间空调器。国家标准规定,房间空调器的制冷量在9 000W以下(现高为12 000W),使用全封闭式压缩机和风冷式冷凝器,电源可以是单相,也可以是三相。它是局部式空调器的一类,广泛用于家庭、办公室等场所,因此,又把它称为家用空调器。
房间空调器形式多种多样,具体分类和型号含义如下图所示。整体式的房间空调器主要是指窗式空调器,也包括移动式空调。
空调器型号举例:
KC-31:单冷型窗式空调器,制冷量为3 100W;
KFR-35GW:热泵型分体壁挂式空调器,制冷量为3 500W;
KFD-70LW:电热型分体落地式空调器,制冷量为7 000W。
注:热泵型空调器的制热量略大于制冷量。
如果考虑房间空调器的主要功能,空调器可分为:冷风型(单冷型),省略代号;热泵型,代号为R;电热型,代号为D;热泵辅助电热型,代号为Rd。后三种统称为冷热型空调器。
(1)冷风型空调器
这种空调只吹冷风,用于夏季室内降温,兼有除湿功能,为房间提供适宜的温度和湿度。冷风型空调器又称单冷型空调器。它的结构简单,可靠性好,价格便宜,是空调器中的基本型。它的使用环境为18℃~43℃。窗式和分体式空调都有冷风结构。